2.3.Кодирование

Внастоящее время широкое применение нашли цифровые телемеханические системы, в которых измеряемая величина передается в виде определенной кодовой комбинации. Цифровые методы передачи

информации по сравнению с другими имеют ряд преимуществ. Глав- СибАДИными из них являются следующие:

1) пр ем с гнала сводится не к измерению, а к обнаружению

1 или 0;

2) сообщен я в ц фровой форме легко обрабатываются, запоми-

наются, коммут руются и регистрируются;

3) возможна многократная передача без накопления ошибок;

4) пр менен е помехоустойчивого кодирования позволяет значи-

тельноувел ч ть достоверность передачи телемеханических сообщений; 5) упрощаются тре ования, предъявляемые к радиолиниям в от-

ношен кал бровки эталонных уровней; 6) улучшается спользование канала связи в случае применения

специальных кодов, статистически согласованных с передаваемыми сообщениями.

Под кодированием в широком смысле понимается переход от одного способа задания информации к другому, допускающий восстановление исходной информации. Теория кодирования получила большое развитие, начиная с 40-х гг. ХХ в. после работ К.Шеннона [7].

Большое внимание уделено теоретическим основам построения кодовых комбинаций, а также преобразованию кода передаваемой и обрабатываемой информации с сохранением его числового эквивалента. Преобразование может осуществляться программным или аппаратным способом. Программный способ отличается универсальностью высокой производительностью, но требует определенных затрат машинного времени и дополнительно загружает память ЭВМ, что отрицательно сказывается на выполнении машиной других операций. В последние годы большое значение придается аппаратурному (схемотехническому) способу преобразования кодов, что связано в первую очередь с разработкой специализированных микросхем, а также интегральных схем среднего и большого уровней интеграции. Основное внимание уделено именно этому перспективному способу преобразования кода в код. Преобразователи могут быть последовательного и параллельного типов. В преобразователях второго типа предусматривается параллельный ввод всех разрядов преобразуемого

27

кода и последующее выполнение комбинационной логикой операций преобразования по алгоритму, задаваемого таблицей истинности. Метод отличается высоким быстродействием, гибкостью и приемлемыми затратами. При параллельном вводе информации для преобразования кодов могут использоваться не только комбинационные схемы, но и элементы памяти.

СибАДИ2.3.1. Основные понятия

Код рован е – преобразование дискретного сообщения в дискретный с гнал, осуществляемое по определенному правилу. Восстановлен е д скретного соо щения по сигналу на выходе дискретного канала, осуществляемое с учетом правил кодирования, называется

декод рован ем [7].

Код (от лат. codex – свод законов) есть совокупность условных сигналов, обозначающ х дискретные сообщения.

Кодовая последовательность (комбинация) – представление дискретного с гнала.

Целями кодирования соо щений обычно являются:

1) передача по о щему каналу связи нескольких или многих сообщений для кодового разделения сигналов;

2) повышение помехоустойчивости и достоверности передачи сообщений;

3) более экономное использование полосы частот канала связи, т.е. уменьшение избыточности;

4) уменьшение стоимости передачи и хранения сообщений;

5) обеспечение скрытности передачи и хранения информации;

6) преобразование любой информации независимо от ее происхождения и назначения в единую систему символов;

7) приведение исходных символов в соответствие с характеристиками канала связи.

Любая кодовая комбинация содержит определенный набор элементов или символов (1 0, а ), которые называются буквами алфавита, а весь набор букв образует алфавит кода. Для двоичного кода алфавит состоит из двух символов, для троичного их число увеличивается до трех (а, б, в или 1, 2, 3), а в десятичном оно равно десяти. Таким образом, основание кода Х – это количество признаков или число букв (цифр). Кодовая комбинация, составленная из n символов или n элементов, называется кодовым словом (кодовым бло-

28

ком), имеющим длину n или число разрядов n. Если длина всех кодовых комбинаций одинакова, то такие коды называют равномерными (комплектными). Например, код 001, 011, 101 является комплектным, а код 1, 11, 101 – некомплектным. В телемеханике обычно используют только равномерные коды.

Кроме указанных характеристик, коды имеют и другие характе- СибАДИристики, которые приведены на рис. 2.3.1.

Для передачи разл чных символов, составляющих алфавит кода, могут спользоваться импульсы с различными признаками (табл. 2.3.1). Передачу кодовых комбинаций можно осуществить последовательно во времени или параллельно, т.е. одновременно во времени. В последнем случае передача должна осуществляться по нескольк м проводам ли с использованием частотных признаков для разделен я элементарных сигналов.

Перемен-

частичным

Дво ч- ное,

Рис. 2.3.1. Классификация характеристик кода

29

30